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Helder Anibal Hermini
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Aula 2
Automação Rígida e Flexível(Definições e aspectos construtivos)
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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.
Definições e aspectos construtivos
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Tipos de Juntas Juntas Deslizantes
Juntas Rotacionais
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Tipos de Juntas Juntas de Bola e Encaixe
Três juntas rotacionais substituindo a junta de bola e encaixe
Junta de bola e encaixe
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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.
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Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação
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.
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:
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Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação
Robôs podem ser classificados pelo tipo de juntas em quatro grupos:
Configuração Cartesiana
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Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação
Configuração Cilindrica
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Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação
Configuração Polar (esférico)
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Classificação dos Robôs pelo tipo de ArticulaçãoConfiguração Angular
Robôs com Articulação Horizontal
Robôs com Articulação Vertical
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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.
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Sistemas de Acionamento de Robôs
Driver ElétricoUtiliza 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;
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Sistemas de Acionamento de Robôs• Os tipos de sistemas de acionamento podem ser divididos em:
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.
Driver Elétrico
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Sistemas de Acionamento de Robôs
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 controle é feito através de válvulas que regulam a pressão do óleo nas duas partes do cilindro e que impulsionam o pistão
Driver Hidráulico
O driver hidráulico trabalha melhor em situações envolvendo transferência de cargas pesadas, apresentando de média para alta precisão na localização e velocidade;
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Sistemas de Acionamento de Robôs
Driver HidráulicoVantagens:
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.
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Driver Pneumático
Sistemas de Acionamento de Robôs
•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.
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O driver pneumático é preferível em aplicações envolvendo:
Baixa precisão;
Necessidade de baixo custo;
Altas velocidades;
Transferências de pequenas e médias cargas.
Driver Pneumático
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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.
Driver Pneumático
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PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES
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PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES
ATUADORES
Garras Ferramentas
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ATUADORES TIPO GARRA
Garra de dois dedos
Garra de movimento paralelo Garra de movimento de rotação
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PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES
Garra de três dedos Garra para objetos cilíndricos
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PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES
Garra para objetos frágeis Garra articulada
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Garras a vácuo e eletromagnéticas
PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES