Robótica Industrial
Prof. Daniel Hasse
Robótica Industrial
Aula 5 - Componentes III
Sensores
Controlador / Eletrônica de Controle
Software / Programação
IHM
Eletrônica de Potência
Prof. Eng. Anderson Harayashiki Moreira
Prof. Eng. Fernando Silveira Madani, Msc
Robótica Industrial
Sensores
sensores internos:
- posição linear e angular
- Velocidade linear e angular
- Força e torque
sensores externos:
- Visão
- Proximidade
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Robótica Industrial
Sensores – Encoders
•
•
•
Podem medir:
– Posição linear;
– Posição angular (rotativo);
Podem ser:
– incremental ou absoluto;
Características:
– baratos;
– simples;
– confiáveis;
– fácil de usar;
– alta resolução.
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Robótica Industrial
Sensores – Encoders
•
Exemplos de discos de encoders:
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo
•
Princípio de funcionamento;
•
Exigem zeragem antes da utilização.
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo
•
Configuração com offset de sensor;
•
Configuração com offset de disco.
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo – Esquema físico
V- 4.75 a 30 V
Saída – 0,7 e 0,2 V (RS422)
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo – Esquema do circuito
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo – Esquema do sinal de saída
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo – Resolução
360º
 
4N
onde:
• N = número de traços;
• 4 = quadratura do sinal.
•
Encoders com resolução de até 1 segundo de arco → 1.296.000
traços.
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Sensores – Encoders
Encoder incremental rotativo – Medição de velocidade
– n número de contagem de subidas e descidas em um período T (segundos);
– N = número de traços do encoder;
– T = período de amostragem.
 360n 90n



(graus/seg )
t 4 NT NT
90
Re solução 
(graus/seg )
NT
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Sensores – Encoders
Encoder absoluto rotativo
•
Princípio de funcionamento;
•
Não precisa “zerar” o sistema.
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Sensores – Encoders
Encoder absoluto rotativo
•
Exemplo de funcionamento  encoder de 4 bits
1
2
3
4
Posição angular
bits
0°
0000
22,5°
1000
45°
0100
67,5°
1100
...
...
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Sensores – Encoders
Encoder absoluto rotativo
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Sensores – Encoders
Encoder absoluto rotativo – Resolução
 a 
360º
2
n
(graus)
– n = número de bits:
•
Podem utilizar “gray code” no lugar do código binário.
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Sensores – Encoders
Encoder Linear
•
Mesmo princípio de funcionamento dos encoders rotativos;
•
Podem ser incremental ou absoluto.
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Sensores – Resolvers
•
Usado para medição de posição angular.
•
Princípio de funcionamento  indução eletro-magnética;
•
Características:
– barato;
– alta resolução;
– simples;
– eletrônica sofisticada.
•
Resolução típica dos resolvers é da ordem de 65.536 contagens por
volta;
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Sensores – Resolvers
•
Princípio de funcionamento:
– Funciona como um transformador rotativo  possui enrolamento
primário e secundário;
– Enrolamento secundário no estator é defasado de 90º;
– Bobina primária ligada ao rotor é excitada por uma corrente
alternada;
– Bobinas do estator recebem o fluxo magnético da bobina do rotor
girando e é induzida uma tensão nas mesmas;
– Tensão induzida no enrolamento do estator é em forma senoidal.
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Sensores – Resolvers
Princípio de funcionamento:
O sinal de saída é senoidal  amplitude depende da posição angular do disco
rotativo;
Freqüência da onda varia com a velocidade  também mede velocidade de
rotação;
Saída analógica  saída é geralmente convertida de analógica para digital
(“resolver-to-digital”);
Entrada: Vref;
Saída:
V1 =AVrefsen;
V2 = AVrefcos.
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Sensores – Resolvers
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Sensores – Sensores de força e torque
Medem simultaneamente força e torque;
Múltiplos eixos  sensores de até 6 eixos:
•Forças em x, y e z;
•Torques em x, y, e z;
Tecnologias:
•Strain-gages;
•Piezoelétrico.
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Sensores – Sensores de força e torque
Princípio de funcionamento:
Elemento flexível  capaz de deformar nas 6 direções;
Strain-gages medem deformações  força e torque são proporcionais às
deformações.
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Sensores – Sensores de força e torque
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Controlador
Eletrônica de Controle
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Software / Programação
.PROGRAM mont_conj.pg
1. APPROS peca1, 150
2. MOVES peca1
3. WAIT TIMER(-1) == 0
4. DELAY 0.5
5. CLOSEI
6. DEPART 150
7. APPROS peca1_mont, 150
8. MOVES peca1_mont
9. WAIT TIMER(-1) == 0
10.
DELAY 0.5
11.
OPENI
12.
DEPART 150
13.
APPROS peca2, 150
14.
MOVES peca2
15.
WAIT TIMER(-1) == 0
16.
DELAY 0.5
17.
CLOSEI
18.
DEPART 150
19.
APPROS peca2_mont, 150
20.
MOVES peca2_mont
21.
WAIT TIMER(-1) == 0
22.
DELAY 0.5
23.
OPENI
24.
DEPART 300
.END
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Software / Programação
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Software / Programação
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IHM
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