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2005 by Pearson Education

Princpios de Mecatrnica Joo Maurcio Rosrio 2005 Pearson Education, Inc.

1. Robs industriais

2. Classificao dos robsindustriais

3. Sensores

4. Acionamento e controle derobs

5. Preciso e capacidade derepetio

6. Garras e ferramentas

CAPTULO 8

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O brao do rob executa movimentos no espao, transferindo objetose ferramentas de um ponto para outro, instrudo pelo controlador e informado

sobre o ambiente por sensores.

Na extremidade do brao, existe um atuador usado na execuo de suastarefas.

Todo brao de rob composto de uma srie de vnculos e juntas. a junta que conecta dois vnculos e com isso permite o movimento relativoentre eles.

1. Robs industriais

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Junta e vnculos em um brao de rob

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Juntas robticas

As juntas, tambm denominadas eixos, so o que permite a um robse mover para vrias posies e, assim, executar vrias tarefas.

O movimento da junta de um rob pode ser linear ou rotacional.O nmero de juntas determina os graus de liberdade do rob.A maior parte dos robs possui de trs a seis eixos, os quais podem ser

divididos em duas classes: eixo do corpo e eixo da extremidade do rob.Os eixos da base do corpo, que permitem movimentar a ferramenta terminalpara determinada posio no espao, so denominados cintura, ombro

e cotovelo.

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Tipos de junta

Os braos robticos podem ser constitudos por juntas:

Deslizantes:permitem o movimento linear entre dois vnculos. Rotativas:sua conexo possibilita movimentos de rotao entre dois vnculosunidos por uma dobradia comum.

Bola-e-encaixe:conexo que se comporta como uma combinao de trs

juntas de rotao, permitindo movimentos de rotao em torno dos trs eixos.

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Juntas deslizantes: rob cartesiano 3P

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Junta rotativa: rob industrial 6R

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Junta do tipo bola-e-encaixe

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2. Classificaodos robs industriais

Os robs industriais podem ser classificados de acordo com:o nmero de juntas;o tipo de controle;o tipo de acionamento;a geometria.

As cinco classes ou geometrias principais de um rob (tambmchamadas de sistemas geomtricos coordenados) so:cartesiana;cilndrica;esfrica (ou polar);de revoluo (ou articulada);

Scara (Selective Compliant Articulated Robot for Assembly).

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Eixos de um rob cartesiano

(prismtico-prismtico-prismtico, PPP)

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Eixos de um rob

de coordenadas cilndricas (RPP)

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Eixos de um rob de

coordenadas polares ou esfricas (RRP)

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Eixos de um rob de coordenadas

de revoluo ou articulado (RRR)

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Eixos de um rob Scara (RRP)

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Comparao da rea de trabalho

dos tipos de configurao de robs

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Construo de vnculos

Existem trs fatores importantes na construo de vnculos:carga suportada;peso do brao;grau de rigidez do brao.

Um brao pesado necessita de um motor maior, o que torna o custo do rob

mais elevado. Para aumentar a rigidez mecnica do brao sem aumentar seu peso, comfreqncia usada uma estrutura oca.

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Estruturas para a construo de vnculos

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3. Sensores

O uso de sensores permite que o rob obtenha informaes sobre o prpriocomportamento e sobre seu ambiente de atuao.

Os sensores podem ser agrupados em duas categorias principais:internos ou proprioceptivos;externos ou exteroceptivos.

A maior parte dos robs utilizados do tipo convencional, que necessitaunicamente de sensores internos; esses sensores podem ser:Codificadores pticos (encoders) do tipo incremental ou absoluto,sincros,

resolvers, potencimetros multivoltas, tacmetros etc.

Os codificadores pticos incrementais esto entre os sensores mais usados.

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Encoders incrementais:

princpio de funcionamento

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Encoders incrementais:

princpio de funcionamento

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4. Acionamentoe controle de robs

Os eixos de um rob so acionados por atuadores, que podem ser:hidrulicos, pneumticos e eltricos.

O controle dos atuadores dos robs em geral efetuado mediante o usode dois mtodos:

servocontrolado;no servocontrolado.

Os robs no servocontrolados utilizam chaves mecnicas no final do cursode cada junta. O posicionamento de cada eixo controlado por paradas

mecnicas ajustveis, e no pelo controlador.

Os robs servocontrolados utilizam sensores internos e, assim, podemconhecer a posio inicial na qual se encontra cada eixo.

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Tipos de acionamento

de um brao robtico

Os drivers de acionamento de braos robticos esto classificadosgenericamente:

pela forma de movimento, como drivers de rotao e de deslizamento;pela forma de acionamento, como drivers eltrico, hidrulico e

pneumtico;

pela forma de conexo, como drivers direto e indireto. O sistema de acionamento de um brao robtico pode ser classificado,segundo a forma de movimento, em:

Driver de rotao: consiste em um motor que provoca no eixo uma

resposta em forma de movimento de rotao.

Driver deslizante:consiste em um cilindro hidrulico ou pneumtico.

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Formas de acionamento

de um brao robtico

O sistema de acionamento pode ser classificado em:Eltrico:utiliza motores eltricos que podem ser de corrente contnua,

de passo e de corrente alternada.

Hidrulico:utiliza uma unidade hidrulica composta de um motorde movimento rotativo e de um cilindro para a realizao de

movimentos deslizantes. Essa unidade provoca movimentos em pistes

que comprimem o leo. O controle feito por vlvulas que regulam a

presso do leo nas duas partes do cilindro.

Pneumtico: composto de motores pneumticos de movimentorotativo e cilindros pneumticos de movimento deslizante.

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Sistema de acionamento

eltrico de uma junta robtica

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Sistema de acionamento

eltrico de uma junta robtica

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Unidade de acionamento hidrulico

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Unidade de acionamento hidrulico

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Quadro comparativo das formas de

acionamento eltrico, hidrulico e pneumtico

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5. Preciso e capacidadede repetio

Preciso:capacidade do rob de ir a uma posio desejada em um sistemade referncia fixo.

Capacidade de repetio:pode ser entendida como a capacidade do robde, uma vez conhecida e alcanada uma posio e partindo sempre da

mesma condio inicial, voltar posio com um erro determinado.

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6. Garras e ferramentas

Os robs so dotados de terminais do tipo:Garras ou mos mecnicas:

com sujeio por presso; com sujeio magntica; comsujeio a vcuo; com sujeio de peas a temperaturas

elevadas; resistentes a produtos corrosivos/perigosos; com

sensores etc.

Ferramentas especializadas: pistolas pulverizadoras; soldagem por resistncia por pontos;

soldagem por arco; dispositivos de furao; polidoras etc.

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As garras podem ser classificadas em:

garra de dois dedos: a mais comum e seus tipos diferem entre si pelotamanho e/ou movimento dos dedos;garra de trs dedos: similar garra de dois dedos, porm permite

a preenso mais firme de objetos de forma circular, triangular e

irregular;

garra para a preenso de objetos cilndricos: consiste em dois dedos

com vrios semicrculos chanfrados, que permitem segurar objetoscilndricos de dimetros diferentes;

garra para a preenso de objetos frgeis: constituda de dois dedosflexveis que se curvam para dentro;

garra articulada: projetada para agarrar objetos de diferentes tamanhose formas;

garra a vcuo e eletromagntica: possui ventosas de sucoconectadas bomba de ar comprimido que prendem superfcies como

chapas metlicas e caixas de papelo;

adaptador automatizado de garras: permite que diferentes sistemas depreenso sejam rapidamente ligados ou removidos de um elemento

terminal do rob.

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Formas de movimentao de garras

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Garra de trs dedos

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Garra para a preenso

de objetos cilndricos

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Garra para a preenso

de objetos frgeis

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Garra articulada

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Garra a vcuo

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