apostila 17 robos industriais

7/29/2019 Apostila 17 Robos Industriais

1/9

17

A U L A

17

A U L A

Oprdio da embaixada de um pas europeuamanheceu com uma bomba estrategicamente colocada em sua porta de entrada.Todas as emissoras de televiso da cidade miraram suas lentes no encarregado de

desarmar o mecanismo. Ao invs de pernas, o encarregado tinha esteiras, no lugardos olhos, uma cmera de vdeo. E, para completar, dois braos mecnicos. Era umtipo de rob que, por ser comandado a distncia, conhecido como teleoperador.

Aproximou-se do local, guiado por controle remoto por um especialista emexplosivos. De longe, com a ajuda de alavancas, botes e uma tela de televiso, oespecialista iniciou seu trabalho. Mas alguma coisa deu errado. Alguns minutosdepois, a bomba explodiu, transformando o rob num amontoado fumegante deao retorcido. O especialista ficou assustado. Devia sua vida quela mquina.

ContribuioOs robs industriais seguem o mesmo princpio de controle das mquinas-

ferramenta CNC, mas sua estrutura mecnica bastante diferente.

Alguns conceituam robcomo um manipuladormecnico reprogramvel.Para outros, o rob ummecanismo automtico

universal. Seja como for,a idia principal a deque os robs so m-quinas controladasn u m e r i c a m e n t e ,destinadas a executaruma grande diversi-dade de operaes.

Robs industriais

Um problema

mquina universal


2/9

17

A U L AA maior parte dos robs, espalhados pelo mundo, desenvolve atividadesde soldagem, manipulao de peas e pintura.

Robs: realidade e fico

Tendemos a crer que robs so mquinas construdas semelhana dohomem, com inteligncia privilegiada. Mas a tecnologia atual ainda no capaz

de igualar a realidade fico cientfica. Os robs industriais so surdos, mudos,feios e burros. A maioria deles cega e os poucos que possuem sistemas de visoartificial acabam distinguindo apenas contrastes entre reas claras e escuras.Mas os robs atuais so mquinas bastante teis e, desde 1961, quando oprimeiro rob foi empregado numa indstria automobilstica, vm evoluindo.

Anatomia dos robs industriais

Um conceito importante no estudo dos robs o de volume de trabalho,ou seja, o conjunto de todos os pontos que podem ser alcanados pela garra deum rob, durante sua movimentao. Assim, os componentes que fazem partedo seu local de trabalho devem ser arranjados para ficarem dentro desse volumede trabalho.

Os robs so classificados de acordo com o volume de trabalho. Assim,existem os robs cartesianos, cilndricos, esfricos ou polares e os articulados ouangulares.

Essas configuraes so chamadas de clssicas ou bsicas. Elas podemser combinadas de modo a formar novas configuraes.

distribuio de robs entre vrias tarefas industriais

configuraes de robs industriais


3/9

17

A U L A A grande maioria dos robs acionada por meio de servomotores eltricos.O acionamento eltrico, ao contrrio do pneumtico ou hidrulico, maisfacilmente controlvel e oferece maior preciso de posicionamneto.

Os robs podem apresentar vrios movimentos. Cada movimento, realizadopor meio de um servomotor eltrico, corresponde ao que chamamos de grau deliberdade. Os graus de liberdade de um rob podem estar associados ao corpoou ao punho.

Portanto, este um rob de cinco graus de liberdade: trs graus de liberdadeno corpo e dois graus de liberdade no punho. Os graus de liberdade do corpo dorob definem a posio do centro da flange do punho. Assim, quando movemosos eixos A, B e C do rob, cada qual num determinado ngulo, a posiodo centro da flange fica perfeitamente definida.

Conhecida essa posio, os graus de liberdade do punho (E e P) definem,ento, a orientao da flange, ou seja, o ngulo que a flange forma como antebrao do rob.

Alguns robs possuem punhos com trs graus de liberdade.

No corpo:A: movimento angular do antebraoB: movimento angular do braoC: rotao da base

No punho:E: movimento angularP: rotao do punho

desenho esquemtico do punho de um rob


4/9

17

A U L APara executar seu trabalho, o rob necessita de uma ferramenta que pode sersimples, como uma pistola de solda a ponto ou uma lixadeira. Ou de umaferramenta complicada, como as utilizadas para manusear pra-brisasde automveis. Essa ferramenta, denominada rgo terminal, fixada na flangedo punho do rob.

O conjunto dos movimentos do corpo e do punho dos robs define a posioe a orientao do rgo terminal, possibilitando a execuo da tarefa.

Dependendo do nmero de graus de liberdade, a estrutura mecnica de umrob pode ser mais ou menos complexa. Ela consiste basicamente de peas quese unem umas s outras por articulaes ou juntas. O acionamento de cada umadas juntas realizado por meio de um servomotor eltrico e de sistemasde transmisso mecnica que variam em funo da configurao do rob.

Utilizam-se fusos de esferas circulantes, iguais aos empregados em mquinas-ferramenta, engrenagens, polias e correias dentadas (tambm chamadas

sincronizadoras), barras articuladas e redutores de velocidade de elevada taxade reduo.

Quanto aos redutores de velocidade, dois tipos bastante utilizados so osredutores planetrios e os cicloidais, devido ao fato de apresentarem umaelevada taxa de reduo em relao ao volume ocupado. Esses redutores sonormalmente aplicados no acionamento dos movimentos do corpo do rob(base, brao e antebrao). Substituem os fusos de esferas, utilizados noacionamento do brao e do antebrao dos robs articulados mais antigos,possibilitando robs mais compactos.

exemplos de rgos terminais


5/9

17

A U L A Controle

Os robs industriais so, na verdade, como j dissemos, espcies de mquinasde comando numrico. Seu sistema de controle funciona de maneira similarao das mquinas-ferramenta CNC.

Controlar os movimentos de um rob consiste, basicamente, em fazer comque seus motores girem, associados a cada uma das juntas da estrutura do rob,de modo que o rgo terminal atinja posio e orientao desejadas.

Esse controle, primeira vista, pode parecer fcil. Na verdade, complicadopois envolve aspectos mecnicos, eletrnicos e de computao. No se trataapenas de um ponto, mas de uma srie deles, formando uma trajetria a serpercorrida pelo rgo terminal. E a cada ponto o rgo terminal pode apresentaruma orientao diferente. O sistema de controle ainda deve considerar a massaque est sendo manuseada pelo rob, as aceleraes e desaceleraes, os atritosentre os componentes mecnicos. E todos esses clculos devem ser feitosdurante a movimentao do rob ou, como se costuma dizer, em tempo real.

O desenvolvimento de controles numricos com velocidades deprocessamento cada vez maiores, bem como o surgimento de novoscomponentes mecnicos e materiais mais leves e resistentes, vem contribuindopara que os robs fiquem mais rpidos, confiveis e precisos.

Mesmo assim, a preciso desse tipo de mquina continua sendo pior do quea das mquinas-ferramenta CNC, que normalmente apresentam estruturas

mais rgidas e um arranjo mais simples de componentes mecnicos.

Alm disso, os robs ainda continuam sendo mquinas pouco inteligentes.No tm capacidade suficiente para se adaptar a situaes imprevistas. Os robsatuais ainda seguem, passo-a-passo, todas as instrues fornecidas pelo homem.No podem se desviar do que lhes foi previamente estabelecido, a menos queeste desvio tambm tenha sido previsto.

Os robs no pensam. Apenas obedecem cegamente aos comandos dohomem. Esta caracterstica faz com que eles s possam ser usados em ambientes

malha de controle de um dos eixos de um rob


6/9

17

A U L Apadronizados, no sujeitos a variaes imprevistas. Caso contrrio, ficarosujeitos a acidentes que acabaro por inviabilizar a operao automtica.

Programao

O maior nmero de graus de liberdade dos robs, quando comparadoss mquinas-ferramenta CNC, tambm influi nos mtodos de progra-mao utilizados.

Os mtodos de programao de robs dividem-se em dois tipos: off-lineeon-line. Na programao off-lineou fora-de-linha, usam-se linguagens deprogramao semelhantes s utilizadas na programao de mquinas-ferramenta CNC.

Por meio das linguagens de programao, pode-se controlar os movimentosdo rob numa sala, longe do ambiente de trabalho real da mquina.

Num rob encarregado de executar a solda a ponto de uma carroceria de

automvel, alguns dos pontos de solda esto localizados em regies de difcilacesso. Para levar seu rgo terminal a esses locais, o rob precisa ser capazde efetuar vrios movimentos.

Portanto, apesar do progresso no desenvolvimento de mtodos deprogramao off-line, as dificuldades ainda persistem e acabarampopularizando a programao on-line, em que se diz que o rob ensinado.Utilizamos um pequeno painel de controle manual chamado teaching box,que podemos traduzir como caixa de ensinamento ou, mais tecnicamente,painel de controle manual.

Com o auxlio desse painel de controle, movimentamos os eixos do rob ato primeiro ponto da trajetria desejada e armazenamos a posio desse ponto namemria do comando numrico. Em seguida, deslocamos o rgo terminal parao ponto seguinte da trajetria e armazenamos esse novo ponto. Repetimos oprocedimento para todos os pontos que formam a trajetria, como a da soldagemde pra-lamas de automvel. Assim, ensinamos ao rob a trajetria que deveser percorrida, bem como a orientao do rgo terminal em cada um dessespontos.

exemplo de aplicao de programao on line


7/9

17

A U L A Durante a operao automtica, simplesmente mandamos o rob repetir oque lhe foi ensinado e pronto. A desvantagem desse mtodo de programao,no entanto, est na necessidade de interromper o trabalho normal de produodo rob para ensinar-lhe uma nova tarefa.

Aplicao

As possibilidades de aplicao de robs industriais so muito amplas.Apesar de se concentrarem em reas determinadas, a cada dia, graas a suacaracterstica de mquina universal, os robs ganham uma nova aplicao,substituindo o homem como uma mquina-ferramenta.

Manipulao de material

A funo principal de um rob manipular materiais. Isto no acrescentavalor ao produto, mas somente custo. Portanto, deve ser cuidadosamenteestudado para se obter uma forma de manuseio eficiente e barata.

Entre as operaes de manuseio mais comuns, realizadas pelos robs, estoas de carregamento e descarregamento de mquinas, bem como as de paletizaoe despaletizao. Paletizar significa distribuir ou arranjar peas sobre umpallet.Pallet o nome que se d bandeja ou estrado sobre o qual podem ser dispostoselementos como peas, sacos, caixas. Despaletizar retirar esses elementosdopallet, para serem processados, armazenados, embalados.

Os robs tambm podem manusear peas para a montagem de umdeterminado produto. o que ocorre quando se ajusta um pra-brisa nacarroceria de um automvel.

Soldagem

Os processos de soldagem MIG e por resistncia eltrica (solda a ponto)so as aplicaes mais populares dos robs industriais. O principal usuriodos robs de solda a ponto a indstria automobilstica.


8/9

17

A U L AA figura mostra, esquematicamente, uma estao de soldagem de carroceriasde automveis formada por robs. Em algumas das linhas, possvel associar-se a cada carroceria um sistema de identificao. A carroceria, ao passar pelaestao, identificada como sendo deste ou daquele veculo. Com essa informao,aciona-se o programa de soldagem apropriado. Assim, uma mesma linha podetrabalhar com tipos diferentes de automveis, de modo flexvel.

Atividades perigosas

Alm das aplicaes industriais tpicas, o rob tem aplicao bastantepromissora em atividades perigosas ou insalubres ao homem. Utilizam-se robspara a explorao espacial (um exemplo o brao mecnico usado pelos nibusespaciais americanos para colocar satlites em rbita ou repar-los). Os robstambm so enviados para lugares onde ningum pode ou quer ir: recolhemtesouros em navios afundados a grandes profundidades, medem temperaturase fazem anlise de gases em crateras de vulces ou lidam com produtos

radiativos em usinas nucleares.

Teste sua aprendizagem. Faa os exerccios e confira suas respostas com asdo gabarito.

estao de soldagem de carrocerias de automveis


9/9

17

A U L A Marque com X a resposta correta.

Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Os robs so espcies de mquinas:a)a)a)a)a) ( ) APT;

b)b)b)b)b) ( ) CNC;c)c)c)c)c) ( ) CPU;d)d)d)d)d) ( ) DOS.

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Os robs desenvolvem principalmente atividades de:a)a)a)a)a) ( ) usinagem;

b)b)b)b)b) ( ) montagem;c)c)c)c)c) ( ) soldagem, manipulao de peas e pinturas;d)d)d)d)d) ( ) soldagem e corte.

Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Cada movimento do rob corresponde a um:a)a)a)a)a) ( ) ponto mvel;

b)b)b)b)b) ( ) grau de auxlio;c)c)c)c)c) ( ) ponto flexvel;d)d)d)d)d) ( ) grau de liberdade.

Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4A programao de um rob pode ser:a)a)a)a)a) ( ) inputououtput;

b)b)b)b)b) ( ) ordenada ou alterada;c)c)c)c)c) ( ) contnua e alternada;d)d)d)d)d) ( ) off-lineouon-line.

Exerccios

apostila 17 robos industriais

Documents