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Automação da Produção • Automação
– É uma tecnologia que faz uso de sistemas mecânicos, elétricos, eletrônicos e de computação (emprego de robôs) para efetuar o controle de processos produtivos.
– Exemplo: linha de montagem automotiva.
– Pode ser fixa, flexível e programável • Fixa
– As máquinas são específicas para o produto a ser produzido
• Flexível – A máquina pode ainda ser programada para produzir um produto semelhante.
• Programável – A variedade de produtos diferentes que pode ser produzida é alta.
– É empregada, por exemplo, numa linha de montagem automotiva.
Automação da Produção
• Os robôs são totalmente programáveis, possuem braços móveis e são empregados em uma variedade de atividades
– Carregamento e descarregamento de máquinas
– Soldagem
– Pintura e jateamento
– Processos de conformagem e usinagem
Fundamentos da tecnologia de robôs
• A robótica abrange tecnologia de mecânica, eletrônica e computação. Alem disso, participam em menor grau teoria de controle, microeletrônica, inteligência artificial, fatores humanos e teoria de produção.
• Trataremos apenas de robôs industriais (empregados na automação da produção).
• Na terminologia apresentada para robôs industriais, um robô será composto de um circuito eletrônico computadorizado de controle e um mecanismo articulado denominado manipulador.
• Usaremos de maneira indistinta os termos – robô,
– braço mecânico,
– mecanismo robótico,
– manipulador,
– manipulador mecânico
– manipulador robótico
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais • Braço
– Elos unidos por juntas de movimento relativo.
– O braço é fixado a base por um lado e ao punho pelo outro
• Juntas – São acopladas aos acionadores (por exemplo motores) para
realizarem os movimentos individualmente
– São instruídas por um sistema de controle.
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais • Punho
– Várias juntas próximas entre si , que permitem a orientação do órgão terminal .
• Órgão Terminal – Mão ou ferramenta destinada a realizar a tarefas específica
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Tipos de Juntas ou Articulações – Prismática ou linear:
• Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si;
– Rotativa de torção ou torcional T
• Os elos de entrada e de saída tem a mesma direção do eixo de rotação da junta.
– Rotativa rotacional R:
• Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta.
– Rotativa revolvente V:
• O elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída e perpendicular a este.
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Junta prismática ou linear
– Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si;
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Rotativa de torção ou torcional T
– Os elos de entrada e de saída tem a mesma direção do eixo de rotação da junta.
Eixo de rotação: ------
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Rotativa rotacional R – Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta.
Eixo de rotação
Eixo de rotação: ------
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Rotativa revolvente V:
– O elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída e perpendicular a este.
Eixo de rotação: ------
Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais
• Configuração dos robôs – Um braço mecânico é formado pela base, elos, juntas e punho. – O punho é dotado de movimentos destinados a orientar (apontar) o
órgão terminal. – A movimentação dos elos e a orientação do punho são realizadas por
juntas, que são articulações providas de sistemas de acionamento.
Configuração dos robôs • Nomenclatura para os manipuladores é baseado nos tipos de juntas
utilizadas na cadeia de elos. • Manipulador TRR: primeira junta (da base) torcional, e as duas seguintes
seriam rotacionais. • O punho segue a mesma notação.
Configuração dos robôs • Robô Cartesiano:
– Usa três juntas lineares. É o robô de configuração mais simples. Ele desloca as três juntas uma em relação a outra.
Configuração dos robôs • Robô Cilíndrico:
– Ele possui na base uma junta linear (L), sobre a qual apóia-se uma junta rotativa (revolvente (V)) . Uma terceira junta linear (L) é conectada na junta rotativa formando uma configuração LVL
V
L
L
Órgão Terminal • É usado para descrever a mão ou ferramenta que esta conectada
ao pulso, como por exemplo, uma pistola de solda, garras, pulverizadores de tintas, entre outros.
• Alguns órgãos terminais são dotados de sensores que fornecem informações sobre os objetos.
• Os órgãos terminais mais comuns utilizados pelos robôs são: – Garras de 2 ou mais dedos – Ventosas de sucção – Imas ou eletroímãs – Ganchos – Colheres
Órgão Terminal • Garra de dois dedos
– Modelo simples e com movimentos paralelos ou rotacionais. – Proporciona pouca versatilidade na manipulação dos objetos,
pois existe limitação na abertura dos dedos. A dimensão dos objetos não pode exceder esta abertura.
Órgão Terminal
• Garra para objetos cilíndricos • consiste de dois dedos com semicírculos, os quais
permitem segurar objetos cilíndricos de diversos diâmetros diferentes.
Órgão Terminal • Garra articulada
– A garra articulada tem a forma mais similar a mão humana, a qual proporciona uma versatilidade considerável para manipular objetos de formas irregulares e tamanhos diferentes.
– Esta característica esta relacionada com a quantidade de elos.
Órgão Terminal • Além das garras, ventosas e ganchos, algumas
aplicações exigem ferramentas especificas, entre as quais citam-se:
• Ferramenta para solda a ponto • Ferramenta para solda a arco • Pistola de pintura • Dispositivos para furação ou rosqueamento • Ferramentas especiais
Sistema de Acionamento (atuadores) • Acionadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das
articulações (juntas) e do desempenho dinâmico do robô. – Elétricos
• Exemplo: Motor de corrente contínua. • Motor é um dispositivo que produz movimento de rotação baseado na
circulação de uma corrente elétrica sob um campo magnético que produz uma força contraeletromotriz induzida
Campo magnético
Força contra-eletromotriz induzida
Sistema de Acionamento (atuadores) • Acionadores Hidráulicos
• Utilização de óleo • Principais componentes : motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e
tanque de óleo. • Motor: responsável pelo fluxo de óleo no cilindro em direção ao pistão
que movimenta a junta. • É geralmente associado a robôs de maior porte, quando comparados
aos acionadores pneumáticos e elétricos. • A precisão em relação aos acionadores elétricos é menor.
• Acionadores Pneumáticos • São semelhantes aos acionadores hidráulicos, porém a diferença é a
utilização de ar ao invés de óleo
https://www.youtube.com/watch?v=CTJZJerzZPY
https://www.youtube.com/watch?v=wURRENFrYks