DESENVOLVIMENTO DE TROCADORES DE GARRAS
PARA O ROBÔ PUMA 560
G. B. D. Daibert (IC), L. G. Trabasso (PQ)
Departamento de Projetos - Divisão de Engenharia Mecânica-Aeronáutica (IEM)
Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)
Pça. Mal. Eduardo Gomes, 50 – CTA, São José dos Campos, São Paulo, Brasil – 12.228-900
e-mail: [email protected], [email protected]
RESUMO
O presente trabalho visa apresentar opções de trocas de garras para o robô PUMA 560,
independentes das trocas manuais anteriormente realizadas. Essas opções são representadas pelos
trocadores de garras. Trocadores de garras são dispositivos utilizados com o intuito de dar maior
independência ao robô e reduzir o tempo de troca das garras utilizadas pelo mesmo. O robô utilizado no
trabalho (PUMA 560) se encontra operacional no Centro de Competência em Manufatura do Instituto
Tecnológico de Aeronáutica (CCM / ITA). O magazine de ferramentas confeccionado e apresentado neste
trabalho visa suprir a necessidade de um suporte para as diversas garras utilizadas pelo puma e ainda
facilitar a troca de garras utilizando os trocadores. Além do trocador Rabo de Andorinha, foram
utilizados no trabalho o trocador Modelo 30 da EOA Systems (com um acoplamento mecânico bem
diferente do anterior e dimensões reduzidas) e o Venturi que utiliza um método de acoplamento
pneumático para fazer as conexões entre as partes superior e inferior do trocador.
ABSTRACT
The objective of this work is to show different options for changing tools of the PUMA 560 robot.
This options are represented by the toolchangers. Toolchangers are mechanisms used to make the PUMA
560 robot more self-sufficient and used to decrease the time for changing the tools. In this work, it was
used the PUMA 560 robot. This robot is located at “Centro de Competência em Manufatura do Instituto
Tecnológico de Aeronáutica” (CCM/ITA). The tools magazine made and presented in this work aims to
hold different tools used by the PUMA 560 and to make easier this changing. Besides the “Rabo de
Andorinha” toolchanger, it was used in this work the model 30 toolchanger from EOA Systems and also
the Ventury toolchanger.
1. INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho é o de ampliar as possibilidades de trocas de garras do robô PUMA 560
através de adaptações do robô a diferentes trocadores de garras. O primeiro trocador utilizado foi o Rabo
de Andorinha que foi objetivo de trabalho anterior. No presente trabalho, pôde-se utilizar um trocador de
garras comercial (Modelo 30 da EOA Systems) que apresenta um acoplamento mecânico bem diferente do
Rabo de Andorinha e possui dimensões bem reduzidas em relação ao anterior. Um outro trocador a ser
adaptado ao robô é o Venturi que utiliza um método de acoplamento pneumático para fazer as conexões
entre as partes superior e inferior do trocador.
2. TROCADORES DE GARRAS UTILIZADOS NO TRABALHO
2.1-Trocador Rabo de andorinha
O trocador Rabo de Andorinha foi totalmente confeccionado na oficina mecânica da Divisão de
Engenharia Mecânica Aeronáutica do ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica). A figura 1 ilustra o
trocador construído, bem como uma esquematização de seu encaixe mecânico.
Figura 1 – Desenho Ilustrativo do Encaixe do
Tipo Rabo de Andorinha
A parte superior do trocador de garras (vide Figura 1) encontra-se fixada ao robô enquanto a parte
inferior é fixada na garra a ser adaptada. A garra inicialmente encontra-se em um magazine de ferramentas
e através de movimento programado pelo operador, o braço do robô dirige-se a esse magazine, executando
o encaixe da peça [2].
2.2-Trocador Modelo 30 da EOA Systems
O trocador de garras comercial (Modelo 30 da EOA Systems) utilizado no trabalho foi adquirido
no início do ano (2003). A figura 2 ilustra esse modelo de trocador de garras.
Figura 2 - Trocador de garras modelo 30 da EOA Systems
Um detalhamento maior desse trocador comercial pode ser observado nas figuras 3 e 4. A figura 3
mostra a parte superior do trocador (parte a ser fixada ao robô) e a figura 4 detalha a parte inferior do
mesmo[2].
Figura 3 - Parte superior do Modelo 30 da EOA Systems
Figura 4 - Parte inferior do Modelo 30 da EOA Systems
O Modelo da EOA Systems escolhido para o trabalho possui dimensões muito inferiores às do
Rabo de Andorinha. A foto comparativa ilustrada pela figura 5 dá uma idéia clara da diferença entre essas
dimensões.
Figura 5 – Comparação entre o Modelo 30 da EOA Systems e o trocador “Rabo de Andorinha”
3. MAGAZINE DE FERRAMENTAS
O magazine de ferramentas que é uma espécie de mesa suporte para as garras a serem utilizadas
pelo robô tem o objetivo de complementar o sistema de troca de garras, servindo de estoque de ferramentas
a serem usadas em uma determinada aplicação. Além disso, facilita a troca de garras, já que o robô pode
direcionar-se a uma posição fixa para cada uma das garras.
Pode-se ver nas figuras 6 e 7 algumas fotos deste magazine e uma simulação dos passos para o
encaixe do trocador Rabo de Andorinha acoplado ao referido magazine de ferramentas.
Figura 6 – Magazine de Ferramentas com o trocador “Rabo de Andorinha” acoplado
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Figura 7 – Seqüência de encaixe do trocador Rabo de Andorinha acoplado ao magazine de ferramentas.
Em (a) suporte preso ao magazine, (b) e (c) acoplamento do trocador ao suporte, (d) desencaixe entre as
partes inferior e superior do trocador e (e) parte inferior presa ao suporte.
4. CONCLUSÕES
Pode-se perceber que um trocador de garras propicia uma maior facilidade na operação do robô.
No presente trabalho conseguiu-se dar, com sucesso, continuação ao projeto do ano anterior
“Desenvolvimento de um Trocador de Garras para o Robô PUMA 560”. O trocador “Rabo de Andorinha”
sofreu melhorias significativas em seu encaixe, facilitando os testes com o mesmo. Foram, ainda, alojados
dois pinos de apoio na parte superior do trocador para uma melhor orientação no encaixe e fixação entre as
duas partes durante os movimentos de translação do braço do robô.
Com os trocadores apresentados no trabalho, o robô conta com uma gama muito maior de recursos
de troca de garras e deve ter seu tempo de utilização otimizado. Através do magazine de ferramentas
confeccionado, têm-se um importante suporte às necessidades do robô, proporcionando ao operador uma
maior facilidade na utilização das ferramentas necessárias.
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Luís Gonzaga Trabasso, orientador deste trabalho; à Coordenação Local do PIBIC; e
ao CNPq, pelo incentivo e apoio dado aos alunos do ITA participantes de iniciação científica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1
Stuart Roach, Design of an Automatic Toolchanger for the Puma Robot, Final Year Project Report,
Loughborough University of Technology, 1989.
2
Mechatronics, An International Journal, Oxford: Pergaman Press, 1991.