ROBÓTICA
REVISÃO 2
Universidade Paulista
Adolfo Fernandes Herbster
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:
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.
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:
1.Eficiência calculada, controle preciso.
2.Envolve uma estrutura simples e fácil manutenção.
3.Não requer uma fonte de energia cara.
4.Custo relativamente pequeno.
Desvantagens:
1.Não pode manter um momento constante nas mudanças de
velocidade de rotação.
2.Sujeitos a danos para cargas pesadas suficientes para parar o motor.
3.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:
1.Momento alto e constante sob uma grande faixa de variação de
velocidade.
2.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.
3.Pode manter um alto momento para um longo período de tempo,
quando parado.
Desvantagens:
1.Requer uma fonte de energia cara.
2.Requer uma manutenção cara e intensa.
3.Requer válvulas de precisão caras.
4.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:
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.
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
PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES
Garras a vácuo e eletromagnéticas